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JPS589685B2 - A method for filtering particles from a fluid using a filtration bed made of granular filtration media - Google Patents
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JPS589685B2 - A method for filtering particles from a fluid using a filtration bed made of granular filtration media - Google Patents

A method for filtering particles from a fluid using a filtration bed made of granular filtration media

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Publication number
JPS589685B2
JPS589685B2 JP53089290A JP8929078A JPS589685B2 JP S589685 B2 JPS589685 B2 JP S589685B2 JP 53089290 A JP53089290 A JP 53089290A JP 8929078 A JP8929078 A JP 8929078A JP S589685 B2 JPS589685 B2 JP S589685B2
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bed
fluid
filtration
particles
fluidized
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チヤン・ヤン・ウエン
リヤン・ツエン・フアン
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KANSASU SUTEETO UNIV RISAACHI FUANDEESHON
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KANSASU SUTEETO UNIV RISAACHI FUANDEESHON
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Description

【発明の詳細な説明】 転換床即ち半流動床はそれ自体知られている。[Detailed description of the invention] Converted or semi-fluidized beds are known per se.

発明者は以前に、床を形成している流体と固体粒子との
間の相互作用に関する化学的反応と物理的な流体一固体
接触過程を含むこのような床の作動方法の特許を得た(
1968年3月19日発行、ろan及びWen による
米国特許第3374052号参照)。
The inventors have previously patented a method of operating such a bed that involves a chemical reaction and a physical fluid-solid contact process involving the interaction between the fluid and solid particles forming the bed (
(See U.S. Pat. No. 3,374,052 to Ron and Wen, issued March 19, 1968).

一般に、流動体化され得る固体粒子から成る如何なる床
も、発明者による上記特許第3374052号に記載の
方法で転換床即ち半流動床として使用し得る。
In general, any bed consisting of solid particles that can be fluidized can be used as a converted or semi-fluidized bed in the process described in my above-mentioned patent no. 3,374,052.

発明者による上記先行特許には、転換床を作動するため
の装置システムも又記載されている。
The above prior patents by the inventors also describe equipment systems for operating conversion beds.

この装置は、円筒状床部を形成する垂直方向に伸延する
カラムを有しており、前記円筒状床部はデイストリビュ
ータプレート又は流体(気体又は液体)を床の底部に導
入するための他の手段の上方に支持されている。
The device has a vertically extending column forming a cylindrical bed, the cylindrical bed being a distributor plate or other device for introducing fluid (gas or liquid) to the bottom of the bed. is supported above the means of.

床の頂部は、上方移動し得る有孔プレートにより制止さ
れており、この有孔プレートは典型的にはふるい板であ
る。
The top of the bed is stopped by an upwardly movable perforated plate, which is typically a screen plate.

床において生じる流動体化量は流動体化が零の場合(固
定床)からふるい板を上昇又は下降させることによる全
流動体化までの範囲に及び、この場合、流体は床の最小
流動体化速度よりも大きい流速で導入される。
The amount of fluidization that occurs in the bed ranges from zero fluidization (fixed bed) to total fluidization by raising or lowering the sieve plate, in which case the fluid reaches the minimum fluidization in the bed. is introduced at a flow rate greater than the velocity.

最大流動体化速度よりも小さい一定の流動体化速度にお
いて、ふるい板は、床全体が実質的に固定される点まで
下降され得る。
At a constant fluidization rate that is less than the maximum fluidization rate, the sieve plate may be lowered to the point where the entire bed is substantially fixed.

次にふるい板を徐々に上昇させることにより、床の最下
端部が先ず流動体化され、ふるい板の上昇が持続するに
つれて、床の流動体化される部分が次第に増加する。
By then gradually raising the sieve plate, the lowest end of the bed is fluidized first, and as the sieve plate continues to rise, the portion of the bed that is fluidized gradually increases.

同時に、ふるい板の下側に近い床の固定部は、逐にふる
い板が拘束力を作用させず床全体が流動体化される状態
に達する迄、徐々に小さくなって行く。
At the same time, the fixed portion of the bed near the underside of the sieve plate gradually becomes smaller until the sieve plate exerts no restraining force and the entire bed becomes fluidized.

ふるい板が流動床の上方に上昇してふるい板と流動床と
の間にフリーボード空間を形成すると、標準流動床の作
動の場合と同様に、床全体が流動体化される。
As the sieve plate rises above the fluidized bed to form a freeboard space between the sieve plate and the fluidized bed, the entire bed is fluidized, as in standard fluidized bed operation.

この状態における唯一の制限は、最大流動化速度即ち床
がもはや床として維持され得す、上表面に近い床の粒子
が流体化作用をする流体と共に運び去られる点まで床が
膨脹するような速度を、流体速度が越えてはならないこ
とである。
The only limit in this situation is the maximum fluidization rate, i.e. the speed at which the bed expands to the point where it can no longer be maintained as a bed and particles of the bed near the top surface are carried away with the fluidizing fluid. The fluid velocity must not exceed .

これらのパラメータとそれを算定及び/又は実験的に測
定する方法とは、流動床の作動技術分野において良く知
られている。
These parameters and methods for calculating and/or experimentally measuring them are well known in the fluidized bed operation art.

これまで、転換床を、気体又は液体中に浮遊している細
かい粒子の除去の如き、ろ過処理に利用することは提案
されていない。
Hitherto, conversion beds have not been proposed for use in filtration processes, such as the removal of fine particles suspended in gases or liquids.

粒状ろ過媒体の多孔床は一般にろ過処理に用いられてい
るが、徐々に寸法が小さくなる固定床はこのようなろ過
処理に対し何らかの価値を有することは認識されていな
かった。
Although porous beds of granular filtration media are commonly used in filtration processes, fixed beds of progressively smaller sizes have not been recognized to have any value for such filtration processes.

何故ならば、床の寸法が小さくなるにつれて、ろ過力も
又小さくなると考えられていたからである。
This is because it was believed that as the bed size decreased, the filtration power also decreased.

しかしながら、転換床即ち半流動床の場合に可能な如く
、ろ過床の固定部をこの床の流動部と関連させて用いる
と、独得の利点が得られる。
However, unique advantages are obtained when the fixed part of the filter bed is used in conjunction with the fluidized part of the bed, as is possible in the case of converted or semi-fluidized beds.

ろ過サイクル中に、渥過された粒子の大部分は、寸法が
増大する流動床部内に保持されるが、床全体が流動体化
されると、前記粒子は床から放出される気体又は液体と
共に運び去られる。
During the filtration cycle, most of the filtered particles are retained within the fluidized bed section, which increases in size, but once the entire bed is fluidized, the particles are retained along with the gas or liquid released from the bed. be carried away.

ろ過された粒子の「ケーキ」が固定床部の底部に集積さ
れるにつれて、この「ケーキ」は流動床部の上方への成
長により砕解され、これによってろ過された粒子は床の
流動媒体と共に循環する。
As the filtered particle "cake" accumulates at the bottom of the fixed bed section, this "cake" is broken up by upward growth of the fluidized bed section, thereby disintegrating the filtered particles along with the bed's fluidized media. circulate.

更に、固定床部を横断する圧力底下は比較的均一に維持
され得る。
Furthermore, the pressure base across the fixed bed can be maintained relatively uniform.

この新規なろ過方法は、ろ過が困難な場合に特に適用し
得る。
This new filtration method is particularly applicable in cases where filtration is difficult.

例えば本発明方法は、石炭及び/又はオイル転換リアク
タ(気化装置、燃焼装置等)の発生気体即ち気体生成物
から0.5〜50ミクロンの範囲の粒子を除去する場合
の如き、ホットガスクリーニングに使用され得る。
For example, the method of the invention can be used for hot gas cleaning, such as when removing particles in the range 0.5 to 50 microns from the gaseous products of coal and/or oil conversion reactors (vaporizers, combustion devices, etc.). can be used.

不溶性の灰分と鉱物分とは石炭の水素添加と溶解とから
得られ、これは今や上記のような工程における、大いに
費用を節約する処理方法を提供する。
Insoluble ash and mineral content is obtained from the hydrogenation and dissolution of coal, which now provides a highly cost-saving treatment method in processes such as those described above.

この方法は都市水道水のろ過の如き、より一般的な用途
に適用しても有利であり、この場合には、例えば連続フ
ィルタからのろ液の最終処理又は第1又は第2沈澱タン
クよりのオーバーフローから細菌や懸濁BODを除去す
る際に、固定床フィルタが今や使用されている。
The method can also be advantageously applied to more general applications, such as the filtration of municipal water, for example in the final treatment of filtrate from a continuous filter or from a first or second settling tank. Fixed bed filters are now used in removing bacteria and suspended BOD from overflow.

本発明方法により、ろ過床を横断する圧力低下が小であ
ることと液体速度が比較的大であることとの結合が可能
となり、従って転換床は、従来の固定床フィルタの場合
よりもより効果的で且つ効率の高い、廃水から微細懸濁
物質を除去するための手段となり得る。
The method of the invention allows the combination of a low pressure drop across the filter bed with a relatively high liquid velocity, so that the conversion bed is more effective than in conventional fixed bed filters. It can be a targeted and efficient means of removing finely suspended solids from wastewater.

現在使用されているろ過方法よりも優れた重要な利点を
示す本発明方法の他の利点に関しても考察されている。
Other advantages of the method of the invention are also discussed, which represent important advantages over currently used filtration methods.

そのような用途には、空気ろ過、煙突ガスの浄化、ポリ
マ溶融物のろ過、下水ろ過及び他の困難なろ過が含まれ
る。
Such applications include air filtration, stack gas purification, polymer melt filtration, sewage filtration and other difficult filtration.

次に本発明を添付図面を参照して説明する。The invention will now be described with reference to the accompanying drawings.

本発明を実施するための好ましい装置は知られており、
発明者の先行特許である米国特許第3374052号に
詳述されている。
Preferred apparatus for carrying out the invention are known and
The invention is described in detail in the inventor's prior patent, US Pat. No. 3,374,052.

この特許の開示は、参考として本明細書に含まれる。The disclosure of this patent is incorporated herein by reference.

本出願の図面に線図で示した装置は、米国特許第337
4052号に示された装置と類似している。
The apparatus shown diagrammatically in the drawings of this application is incorporated by reference in U.S. Pat.
It is similar to the device shown in No. 4052.

装置は垂直方向に伸延する円筒状カラム10を有してお
り、このカラム10が円柱状の内部空間11を形成して
いる(第1図参照)。
The device has a vertically extending cylindrical column 10 which defines a cylindrical interior space 11 (see FIG. 1).

空間11の下部内には、粒状ろ過媒体の床12が設けら
れており、この床は、複数個の流体供給口14を有する
デイストリビュータプレート13上に支持されている。
In the lower part of the space 11 there is provided a bed 12 of granular filtration media, which bed is supported on a distributor plate 13 having a plurality of fluid supply ports 14 .

供給口14は好ましくはデイストリビュータプレートを
横断する全ゆる方向に均一なバタンで分布している。
The feed ports 14 are preferably evenly distributed in all directions across the distributor plate.

供給口14は流動体化用気体又は液体をろ過媒体床12
に導入する。
The supply port 14 transfers the fluidizing gas or liquid to the filtration media bed 12.
to be introduced.

流動体化用気体又は液体を導入するために、他の流動体
化用物質供給手段を用いてもよい。
Other fluidizing material supply means may be used to introduce the fluidizing gas or liquid.

デイストリビュータプレート13の下方に包囲チャンバ
15が設けられている。
An enclosing chamber 15 is provided below the distributor plate 13.

チャンバ15の壁16は円錐形状を有してもよく、従っ
て円錐状フローレギュレータとして作用する。
The wall 16 of the chamber 15 may have a conical shape and thus act as a conical flow regulator.

チャンバ15の下端は流体供給導管17に連結されてい
る。
The lower end of chamber 15 is connected to fluid supply conduit 17 .

床12の上方には、床の上表面を押圧するふるい板18
又は他の有孔版手段が設けられている。
Above the floor 12 is a sieve plate 18 that presses the upper surface of the floor.
or other stencil printing means are provided.

ふるい板18には多数個の孔19が設けられており、こ
れらの孔はふるい板18の全表面にわたって分布してい
るのが好ましい。
The sieve plate 18 is provided with a large number of holes 19, which holes are preferably distributed over the entire surface of the sieve plate 18.

ふるい板18を選択的に昇降させるための手段が設けら
れている。
Means are provided for selectively raising and lowering the sieve plate 18.

図示されている如く、且つ米国特許第3374052号
により詳細に記載されている如く、垂直方向に伸延して
いるラックパー20の下端は、スリーブ21を介して板
18の中央に連結されていてもよい。
As shown, and as described in more detail in U.S. Pat. No. 3,374,052, the lower end of the vertically extending rack par 20 may be connected to the center of the plate 18 via a sleeve 21. .

バー20とスリーブ21内の開口部とは正方形又は長方
形の断面を有し、且つバー20の少なくとも上部の一方
側に歯22が設けられていると便利である。
Conveniently, the bar 20 and the opening in the sleeve 21 have a square or rectangular cross-section and the bar 20 is provided with teeth 22 on at least one side of its upper part.

カラム10の上端はカバープレート23により閉鎖され
ており、ラックパー20はカバープレート23内の中央
開口部を介してこのカバープレートの上方に突出してい
る。
The upper end of the column 10 is closed off by a cover plate 23, over which the rack 20 projects through a central opening in the cover plate.

駆動機構がバー20の突出部に連結されており、この機
構は、ラックパー20の歯と係合する歯を有するピニオ
ン24を含んでいる。
A drive mechanism is coupled to the protrusion of the bar 20 and includes a pinion 24 having teeth that engage the teeth of the rack parr 20.

このピニオン24は、電気モータ26に接続されたシャ
フト25により駆動される。
This pinion 24 is driven by a shaft 25 connected to an electric motor 26.

モータ26を手動的又は自動的に作動させるための適当
な制御装置(図示せず)を設けてもよい。
Suitable controls (not shown) may be provided for manually or automatically operating motor 26.

図の如く、排出用導管27がカバー23内の開口部に迄
伸延している。
As shown, a drain conduit 27 extends to an opening in cover 23.

又は、カラム10の上部の側壁に排出用導管を設けても
よい。
Alternatively, a drain conduit may be provided in the upper side wall of the column 10.

床12の内部及び床12を横断する圧力状態を検査し得
るべく、一連の圧力ゲージ28が設けられており、これ
らのゲージ28はカラム10の側壁を通って伸延する適
当な圧カタツプに接続されている。
A series of pressure gauges 28 are provided which are connected to suitable pressure taps extending through the sidewalls of the column 10 to enable testing of pressure conditions within and across the bed 12. ing.

図の圧力ゲージは手動操作用に設計されているが、装置
の自動的変形例においては、これよりも複雑な圧力感知
記録装置が用いられる。
Although the pressure gauge shown is designed for manual operation, more complex pressure sensing and recording devices are used in automated versions of the device.

第1図はろ過の開始時に用いられ得る状態を示している
FIG. 1 shows a situation that can be used at the beginning of filtration.

床12は完全に沈澱即ちパックされており、板18は床
の上表面と緊密に接触すべく下降されている。
The bed 12 is completely settled and the plate 18 has been lowered into intimate contact with the upper surface of the bed.

従って、ろ過されるべき粒子を含有する流体がプレート
13を介して床に導入される際、床全体は固定状態且つ
非流動状態である。
Therefore, when the fluid containing the particles to be filtered is introduced into the bed via the plate 13, the entire bed is in a stationary and non-flowing state.

涙過すべき気体又は液体を圧力下で導管17に供給し円
錐状フローレギュレータ16内に送り且つデイストリビ
ュータプレートの供給口14を通過させるために、この
流体用の適当なポンプを使用することは理解されるであ
ろう。
In order to supply the gas or liquid to be filtered under pressure into the conduit 17 into the conical flow regulator 16 and through the supply opening 14 of the distributor plate, a suitable pump for this fluid can be used. It will be understood.

理解されるように、ろ過媒体をデイストリビュータプレ
ートとふるい板との間に保つために、ふるい板の孔19
と同様にデイストリビュータプレートの供給口19も又
、床12を形成するろ過媒体の粒径よりも小さい寸法(
横断面)であるべきである。
As will be appreciated, holes 19 in the sieve plate are provided to keep the filtration media between the distributor plate and the sieve plate.
Similarly, the feed openings 19 of the distributor plate also have dimensions (
cross section).

本発明方法の実施のために、流入する流体の速度は、使
用されているろ過媒体の最小流動体化速度よりも犬であ
るべきである。
For carrying out the method of the invention, the velocity of the incoming fluid should be greater than the minimum fluidization velocity of the filtration media being used.

一般に、流体は、制止されていない場合の床の最小流動
体化速度の少なくとも2倍の上昇速度を有すべきである
Generally, the fluid should have a rate of rise that is at least twice the minimum fluidization rate of the bed if it were unrestrained.

通常、最も適当に処理するために、流体(気体又は液体
)の上昇速度は制止されていない場合の床の最小流動体
化速度の少なくとも3倍であるべきである。
Typically, for best treatment, the rate of rise of the fluid (gas or liquid) should be at least three times the minimum fluidization rate of the bed if unrestrained.

例えば、最小流動体化速度の約3〜10倍の範囲の流動
体化速度が有利であろう。
For example, a fluidization rate in the range of about 3 to 10 times the minimum fluidization rate may be advantageous.

流動体化速度が制止されていない場合の床の最大流動化
速度の近く迄増大するにつれて、床の一部分はもはや非
流動状態を保ち得なくなる。
As the fluidization rate increases to near the maximum fluidization rate of the bed if unchecked, a portion of the bed can no longer remain non-fluidized.

何故ならば、床の粒子はふるい板に対し上方に押圧され
、非抑圧状態の床に関する最大流動化速度に達するか又
はこれを越えると、床全体はほぼ固定された非流動状態
に変わり得るからである。
This is because the particles in the bed are forced upwardly against the sieve plates, and once the maximum fluidization velocity for an unrepressed bed is reached or exceeded, the entire bed can change to a nearly stationary, non-flowing state. It is.

しかしながら、大抵のろ過媒体材料に関して、最大流動
化速度と最小流動化速度との間の範囲は比較的広く、従
って、ふるい板を揚上することにより、床の下方の流動
化された部分の寸法を徐々に増大させながら、床を固定
状態から半流動床へ変化させ得る適当な速度は容易に選
択し得る。
However, for most filtration media materials, the range between maximum and minimum fluidization rates is relatively wide, so that by lifting the sieve plate, the size of the fluidized section below the bed An appropriate rate at which the bed can be changed from a fixed state to a semi-fluidized bed while increasing gradually can be easily selected.

本発明方法は添付図面の第1図〜第4図に示された処理
シーケンスと関連させるとより明確に理解され得る。
The method of the present invention can be more clearly understood in connection with the process sequence illustrated in Figures 1-4 of the accompanying drawings.

第1図に示した如く、好ましい処理方法のろ過開始時に
おいて、床12全体が固定床さして保たれている。
As shown in FIG. 1, at the beginning of filtration in the preferred process, the entire bed 12 is maintained as a fixed bed.

ろ過すべき粒子を含有する流体は、もしふるい板18が
床を抑圧していなければ床全体が流動体化するような速
度で導入される。
The fluid containing the particles to be filtered is introduced at such a rate that the entire bed would be fluidized if the sieve plate 18 were not suppressing the bed.

更に、ふるい板18の最初の位置は床の実質的な流動体
化を妨げるような位置である。
Furthermore, the initial position of the sieve plate 18 is such that it prevents substantial fluidization of the bed.

床のろ過媒体は、流体から粒状物質を戸別する能力に鑑
みて選択されるため、粒状体は床の粒子により停止させ
られる前にそれほど床内に侵入し得ない。
The bed filtration media is selected for its ability to dislodge particulate matter from the fluid, so that particulate matter cannot penetrate much into the bed before being stopped by the bed particles.

短時間の後、第2図に示した如く、粒子の「ケーキ」が
デイストリビュータ13に近い床の下部において形成さ
れ始める。
After a short period of time, a "cake" of particles begins to form at the bottom of the bed near the distributor 13, as shown in FIG.

ケーキの形成により、床を横断して圧力低下が増大する
が、これはデイストリビュータと床の頂部とにある圧カ
タツプにより監視され得る。
Cake formation increases the pressure drop across the bed, which can be monitored by the distributor and the pressure catapult at the top of the bed.

この圧力上昇が生じると、モータ26が手動により又は
自動的にモータ26が始動し、ふるい板18を徐々に上
昇させる。
When this pressure increase occurs, the motor 26 is started manually or automatically to gradually raise the sieve plate 18.

流体流が加える力と関連してふるい板が機械的移動する
と、形成された粒子のケーキが小片に分断される。
Mechanical movement of the sieve plate in conjunction with the force exerted by the fluid stream breaks up the formed cake of particles into small pieces.

床の下部も又流動体化し始め、従ってケーキの分断は、
床のケーキ含有部分における粒子の流動体化により促進
される。
The lower part of the bed also begins to fluidize, thus breaking the cake.
This is facilitated by fluidization of the particles in the cake-containing portion of the bed.

又、存在するケーキの砕解作用により、ケーキによって
包囲された粒子の多くが流動体化される。
Also, due to the disintegrating action of the existing cake, many of the particles surrounded by the cake are fluidized.

第3図はろ過工程の中間段階を示しており、この段階に
おいて床は半流動床として作動し、この床の下部は流動
状態にあるが上部は実質的に固定床である。
FIG. 3 shows an intermediate stage of the filtration process in which the bed operates as a semi-fluidized bed, with the lower part of the bed in a fluidized state but the upper part being essentially a fixed bed.

作動の半流動状態において、床の下部におけるろ過媒体
の粒子は2つの力を受ける。
In the semi-fluid state of operation, the particles of filtration media at the bottom of the bed are subjected to two forces.

、即ち一方の力は下向きの重力による引力で、この力は
粒子を床から自重により流体流内に落下させがちである
, one force is the downward gravitational attraction, which tends to cause particles to fall from the floor under their own weight into the fluid stream.

次に、粒子は流体流の力を受ける。The particles are then subjected to fluid flow forces.

最下層の粒子を撃打する流体流は、粒子がパック状態に
あるため真直ぐに床を通過して流れ得ない。
The fluid stream striking the particles in the bottom layer cannot flow straight through the bed due to the packed state of the particles.

従って、流体の一部分は床の底部に沿って方向転換しこ
れらの粒子に方向の異なる力を加える。
Therefore, a portion of the fluid is redirected along the bottom of the bed and exerts a force in a different direction on these particles.

デイストリビュータの口即ち孔14は流体流を分断して
床に入る多数の噴流を形成し、従って、個々の方向を変
えた流れの衝突により生じたかなりの撹流状態が床の底
部に沿って存在する。
The distributor mouth or hole 14 breaks up the fluid stream to form multiple jets entering the bed, so that a significant turbulence condition created by the impingement of the individual redirected flows is created along the bottom of the bed. It exists.

このような撹流は、固定床から床を形成する粒子のある
部分を引抜き即ち裂取って流体流内に送る。
Such an agitated flow pulls or breaks off a portion of the bed-forming particles from the fixed bed and into the fluid stream.

その結果、粒子は流動体化される。As a result, the particles become fluidized.

この力の相互作用により、床の下部の小部分が先ず流動
体化され、一方充分な上方圧力が流体流により作用する
ため床の大部分は固定床状態に維持される。
This interaction of forces causes a small portion of the bottom of the bed to become fluidized first, while sufficient upward pressure is exerted by the fluid flow to maintain the majority of the bed in a fixed bed state.

ふるい板が更に上昇すると、流体流が固定床部分に直接
に作用させる上向きの力が減少するため、より多くの粒
子が流動体化される。
As the sieve plate rises further, more particles are fluidized because the upward force that the fluid stream exerts directly on the fixed bed section is reduced.

即ち上向きの圧力は作用し続け固定床部分を維持し続け
るが、流体流は床への直接の通路においてより多くの流
動体化された粒子と遭遇するために、圧力は小さくなる
That is, upward pressure continues to act and maintain the fixed bed section, but the pressure is reduced because the fluid stream encounters more fluidized particles in the direct path to the bed.

その結果、粒子の重さのためにふるい板がデイストリビ
ュータから遠くなるにつれて床のだんだん多くの部分が
流動体化され、これに対応して床の固定部分が小さくな
る。
As a result, due to the weight of the particles, more and more parts of the bed become fluidized as the sieve plate moves away from the distributor, and the fixed part of the bed becomes correspondingly smaller.

これまでの記載は、流体流の流速はほぼ一定に保たれて
いることを前提としている。
The previous description assumes that the flow rate of the fluid stream remains approximately constant.

しかしながら、ふるい板18のいずれかの位置における
流動体化の度合も又流体流の流速を変えることにより制
御され得る。
However, the degree of fluidization at any location on the sieve plate 18 can also be controlled by varying the flow rate of the fluid stream.

一般に、流速が、粒子を流動体化するのに不充分であれ
ば、例えプレート11が床の上表面に接触していない場
合でさえ固定床が存在する。
Generally, if the flow rate is insufficient to fluidize the particles, a fixed bed will be present even if plate 11 is not in contact with the top surface of the bed.

流速が増すにつれて、2つの事柄が同時に起る。As the flow rate increases, two things occur simultaneously.

パッキングを行なう高さよりも上方に位置するふるい板
の固定位置において、上向きの圧力が床に加わるため、
床の容積は増大し、流体流は充分な力を加えてデイスト
リビュータ付近の粒子を流動体化させると同時にふるい
板の下に固定床を形成する。
Since upward pressure is applied to the floor at the fixed position of the sieve plate located above the packing height,
The volume of the bed increases and the fluid stream applies sufficient force to fluidize the particles near the distributor while forming a fixed bed under the sieve plate.

流体流の流速が増大するにつれて、床のより多くの部分
が固定床となり、前記流速が増加し続けると、逐に、デ
イストリビュータ付近には粒子を残さずに床全体が固定
床となる。
As the flow rate of the fluid stream increases, more and more of the bed becomes a fixed bed, and as the flow rate continues to increase, the entire bed becomes a fixed bed, leaving no particles near the distributor.

即ち床の底表面とデイストリビュータとの間に自由空間
が形成されて、床は上方に押上げられ且つふるい板に対
し押圧されて固定床となっている。
That is, a free space is formed between the bottom surface of the bed and the distributor, and the bed is pushed upward and pressed against the sieve plate to form a fixed bed.

この操作方法は可能であるが、この方法は通常、本発明
のろ過方法と関連させて使用されない。
Although this method of operation is possible, it is not normally used in conjunction with the filtration method of the present invention.

これより簡便にするために、上記に指摘した如く、粒子
を含有する流体を最小流動体化速度の数倍であるほぼ一
定速度で導入し得、この速度はろ過工程全体にわたって
維持され得る。
For convenience, as noted above, the particle-containing fluid may be introduced at a substantially constant rate that is several times the minimum fluidization rate, and this rate may be maintained throughout the filtration process.

しかしながら、工程を更に制御する必要がある場合には
、流体流速を増大又は低下させ得、これによって流動床
部に対する固定床部の容積を選択的に変える。
However, if further control of the process is desired, the fluid flow rate can be increased or decreased, thereby selectively varying the volume of the fixed bed section relative to the fluidized bed section.

床は転換床として作動されており、これはろ過工程の大
部分における作動状態であるが、この状態の間に予め形
成されたフィルタケーキから成る粒状物質又はケーキ片
は床の下部において流動床粒子と共に循環する。
The bed is operated as a conversion bed, which is the operating condition for most of the filtration process, during which particulate matter or cake pieces consisting of the preformed filter cake are transferred to the fluidized bed particles in the lower part of the bed. circulates with

同時に、第3図に示した如く1ケーキ」が固定床部の底
部において形成され続ける。
At the same time, a cake continues to form at the bottom of the fixed bed as shown in FIG.

ふるい板が上昇を続けるにつれて、上記の如く流動床部
分は拡大し、流動床部に保たれるろ過粒子の量が増加し
、これらの粒子は流動体化された粒子と共に循環する。
As the sieve plate continues to rise, the fluidized bed section expands as described above, increasing the amount of filtered particles retained in the fluidized bed section and these particles circulate along with the fluidized particles.

この工程は、固定床部分が床全体の5〜10優に減少す
る迄持続され得、たまった「ケーキ」はふるい板18の
直ぐ傍に存在する。
This process can be continued until the fixed bed portion is reduced by well over 5 to 10 times the total bed and the accumulated "cake" is present in the immediate vicinity of the sieve plate 18.

ろ過工程は如伺なる点でも終らせ得るが、ろ過された粒
子が気体又は液体と共にふるい板18を通って運び去ら
れる迄ろ過を継続することにより、床の最大容量が利用
され得る。
Although the filtration process may be terminated at any point, the maximum capacity of the bed may be utilized by continuing the filtration until the filtered particles are carried away through the sieve plate 18 along with the gas or liquid.

この際、残存粒子は容積の大きい流動床部に存在する。At this time, the remaining particles are present in the fluidized bed section, which has a large volume.

ふるい板18が上方移動するにつれて床が膨脹するため
、床中の流動粒子は一層隔離すると共に循環するろ過用
粒子を含有する粒状体間には空間が存在する。
As the sieve plate 18 moves upward, the bed expands so that the fluidized particles in the bed become more isolated and there are spaces between the granules containing circulating filtration particles.

ろ過サイクルにおいて床が最大容量にまで作動すると、
枦過された粒子は作動サイクルの終端における床の容積
の80〜90チを充填する。
When the bed operates to maximum capacity during the filtration cycle,
The filtered particles fill 80 to 90 inches of the bed volume at the end of the working cycle.

特定の粒状ろ過媒体の選択は、実施されるろ過処理に依
存する。
The selection of a particular granular filtration media depends on the filtration process being performed.

一般に、媒体は、床が固定状態で気体又は液体が粒状体
を通過する場合にこれらの粒状体を保持し得るような媒
体の一つである。
Generally, the medium is one that can hold the granules as the gas or liquid passes through the granules while the bed is stationary.

換言すれば、粒状ろ過媒体が特定の流体とそこに含まれ
る粒子との重力的ろ過に適している場合には、この媒体
を本発明のために使用し得る。
In other words, if a granular filtration medium is suitable for gravity filtration of a particular fluid and the particles contained therein, it may be used for the purposes of the present invention.

しかしながら、よく知られている流動体化の原理によれ
ば、ろ過媒体の粒状体は比較的均一な寸法を有すること
が好ましい。
However, according to well-known fluidization principles, it is preferred that the granules of the filtration media have relatively uniform dimensions.

ろ過目的のためには、床の粒状体はろ過される流体とろ
過された固状物との両方に対し不活性である。
For filtration purposes, the bed granules are inert to both the fluid being filtered and the filtered solids.

パックされた状態の粒状体は有孔フィルタとして作用す
る。
The packed granules act as a perforated filter.

床は、砂、ガラスビーズ又は多種類の他の粒状ろ過媒体
の粒子又は粒状体から形成され得る。
The bed may be formed from particles or granules of sand, glass beads, or a wide variety of other granular filtration media.

粒状媒体の密度と寸法とはろ過されるべき一定の系に応
じて調整される。
The density and dimensions of the granular media are adjusted depending on the particular system to be filtered.

粒子の寸法、形状と共に粒子の寸法は、床のろ過特性を
調節すべく変更され得る。
Particle size, shape as well as particle dimensions can be varied to adjust the filtration properties of the bed.

沢過サイクルの終りには、ろ過されるべき流体の導入が
中止され、ふるい板18は、カラム10の上部の如き、
床の頂部の上方の位置に揚上される。
At the end of the filtration cycle, the introduction of the fluid to be filtered is discontinued and the sieve plate 18 is removed from the top of the column 10, such as
It is lifted to a position above the top of the floor.

次に浄化用流体が、床12全体を流動体化して流動床に
するのに充分な速度で導管17を介して導入される。
A purification fluid is then introduced through conduit 17 at a rate sufficient to fluidize the entire bed 12 into a fluidized bed.

ふるい板18が揚上され且つ床が完全に流動体化される
と、ろ過の終わりに床の上部に存在したケーキは砕解さ
れる。
When the sieve plate 18 is lifted and the bed is completely fluidized, the cake present at the top of the bed at the end of the filtration is broken up.

浄化流体が導入され続けると、床の粒状体よりも寸法が
小さく且つ好ましくは密度が小である粒子は浄化流体と
共に運び去られる。
As the purge fluid continues to be introduced, particles that are smaller in size and preferably less dense than the bed particles are carried away with the purge fluid.

かくの如く、戸過された粒子をほぼ完全に除去すること
により、床はクリーニングされ得る。
In this way, the floor can be cleaned by almost completely removing the filtered particles.

通常床を気体から粒子を瀘過するために使用する場合に
は浄化流体は気体であり、又、床を液体から粒子をろ過
するために使用する場合には浄化流体は液体である。
Typically, when the bed is used to filter particles from a gas, the purification fluid is a gas, and when the bed is used to filter particles from a liquid, the purification fluid is a liquid.

しかしながら、浄化流体に関しては広範囲の選択が可能
であり、唯一の要件は、浄化流体は、床の粒状体を残し
たままでろ過により分離された粒子を運び去るというこ
とである。
However, a wide range of choices are possible with respect to the purification fluid, the only requirement being that the purification fluid carries away the particles separated by filtration while leaving behind the bed particulates.

しかしながら、粒状物質のいくらかがフリーボード空間
内に送入されるならば、これはふるい板18により保持
される。
However, if some particulate material is introduced into the freeboard space, this will be retained by the sieve plate 18.

何故ならば、ふるい板の孔は床の粒状体よりも小径であ
り且つ戸過された粒子が貫通するのに充分な大きさを有
しているからである。
This is because the holes in the sieve plate are smaller in diameter than the granules in the bed and are large enough for the passed particles to pass through.

これによってろ過された粒子を運搬する浄化流体は出口
27を介して除去され且つ何らかの適当な方法で処理さ
れ得る。
The purifying fluid carrying the particles thereby filtered can be removed via outlet 27 and treated in any suitable manner.

ろ過工程の実施において、ふるい板18の上昇は間欠的
でもよく又連続的であってもよい。
In carrying out the filtration process, the sieve plate 18 may be raised intermittently or continuously.

ろ過処理が比較的標準的に実施される場合には、最初の
ろ過ケーキの形成後にふるい板18は遅に連続的速度で
揚上され得る。
If the filtration process is carried out in a relatively standard manner, the sieve plate 18 may be lifted at a slow continuous rate after the formation of the initial filter cake.

ケーキが固定床部の底部に維持されることを示すには、
床を横断する充分な圧力低下を維持することが重要であ
る。
To indicate that the cake is kept at the bottom of the fixed bed,
It is important to maintain sufficient pressure drop across the bed.

装置を手動制御と入力による観察により作動させる場合
には、オペレータはふるい板が上昇する際の圧力ゲージ
28を読取ることにより圧力勾配を観察し得る。
If the device is operated with manual control and input observation, the operator may observe the pressure gradient by reading the pressure gauge 28 as the sieve plate rises.

大規模な商業的処理においては、当然、自動制御装置が
設けられ、ふるい板18が上昇する速度は予めセットさ
れた圧力差に関連して自動的に制御され得る。
In large-scale commercial processes, automatic control equipment can naturally be provided and the rate at which the sieve plate 18 is raised can be automatically controlled in relation to a preset pressure difference.

しかしながらこれらの制御特徴は好まレいが、広義にお
ける本発明の部分を構成しない。
However, while these control features are preferred, they do not form part of the invention in its broadest sense.

要約すれば、本発明方法は、流体を通過させ得るが流体
中に含まれる細かい粒子を保持し得るべく構成された粒
状ろ過媒体から成る床を用いて流体から細かい粒子をろ
別する方法を提供する。
In summary, the method provides a method for filtering fine particles from a fluid using a bed of granular filtration media configured to allow the fluid to pass through but retain fine particles contained in the fluid. do.

この方法の実施において、粒状床は、包囲された上方に
伸延するゾーン内の流動体化用デイストリビュータの上
方に支持されている。
In practicing this method, a granular bed is supported above a fluidizing distributor in an enclosed upwardly extending zone.

床の上表面は、ゾーン内に装着されておりゾーン内の選
択された高さに位置調節し得る有孔プレート手段により
制止されている。
The upper surface of the floor is restrained by perforated plate means mounted within the zone and adjustable to a selected height within the zone.

プレート手段の孔の寸法はろ過媒体の粒状体の寸法より
も小さい。
The pore size of the plate means is smaller than the size of the filtration media granules.

ろ過すべき細かい粒子を含有する流体がデイストリビュ
ータと制止された床とを通過して上方に送られる。
The fluid containing fine particles to be filtered is passed upwardly through a distributor and a restrained bed.

この流体は、制止されていない床の最小流動体化速度の
少なくとも2倍の上昇速度を有すべきである。
The fluid should have a rate of rise that is at least twice the minimum fluidization rate of the unrestrained bed.

粒子のケーキは床の下部に集められ、このケーキが集ま
るレベルより上の床は非流動的な固定床として維持され
る。
A cake of particles is collected at the bottom of the bed, and the bed above the level at which this cake collects is maintained as a non-flowing fixed bed.

プレート手段は徐々に揚上されて、床の上部の下方に次
第に大きくなる流動床部が形成されるが、この間にも流
体は床を通過し続ける。
The plate means is gradually lifted to form an increasingly large fluidized bed below the top of the bed while fluid continues to pass through the bed.

集められた粒子は固定床部においてはケーキとして保持
され且つ流動床部においては循環する固状体として保持
される。
The collected particles are retained as a cake in the fixed bed section and as a circulating solid in the fluidized bed section.

プレート手段を通過した流体は実質的に固状体を含んで
いない。
The fluid passed through the plate means is substantially free of solids.

洲過の終了時には、流体供給が停止され、プレート手段
は床の上方に揚上されてフリーボード空間を形成する。
At the end of the pass, the fluid supply is stopped and the plate means is lifted above the floor to form a freeboard space.

次に浄化流体が、床全体を流動体化させ且つ床からろ過
粒子を除去し得る速度でデイストリビュータを介して床
内に送られる。
A purge fluid is then passed through the distributor into the bed at a rate capable of fluidizing the entire bed and removing filtration particles from the bed.

即ちろ過粒子は浄化流体と共に除去される。That is, the filter particles are removed along with the purifying fluid.

好ましくは、制止プレート手段の孔の大きさは粒子の大
きさよりも大であり、従って、粒子を含有する浄化流体
は制止プレートを通って除去される。
Preferably, the pore size of the stop plate means is larger than the size of the particles, so that the purge fluid containing particles is removed through the stop plate.

しかしながら、この代りに、デイストリビュータプレー
トの下方に浄化流体用の出口を設けてもよく、この出口
には通常スクリーン又はふるい板が取付けられており、
このスクリーン又はふるい板の孔の大きさは浄化流体と
共に除去される粒子よりも大きいが、ろ過媒体の小粒よ
りも小さい。
However, as an alternative to this, an outlet for the purified fluid may be provided below the distributor plate, which outlet is usually fitted with a screen or sieve plate;
The pore size of this screen or sieve plate is larger than the particles removed with the purifying fluid, but smaller than the granules of the filtration media.

好ましい作動方法において、ろ過開始時に、デイストリ
ビュータプレートに近い床の最下部を含めて床全体が実
質的に固定状態にある。
In a preferred method of operation, at the beginning of filtration, the entire bed is substantially stationary, including the bottom of the bed near the distributor plate.

最初に形成されたケーキは床の最下部に集まる。The first formed cake collects at the bottom of the floor.

しかしながら、所望ならば、プレート手段を幾分上昇さ
せた状態でろ過処理を開始してもよく、これによって小
さい流動床部がデイストリビュータプレートの直上に形
成され得る。
However, if desired, the filtration process may be started with the plate means somewhat elevated, so that a small fluidized bed section can be formed directly above the distributor plate.

床の小部分が固定床の下方において流動状態にあるとし
ても、床の大部分は固定状態にあり、最初のケーキは固
定床部の底部に形成される。
Even though a small portion of the bed is in a fluid state below the fixed bed, the majority of the bed is in a fixed state and an initial cake forms at the bottom of the fixed bed section.

床全体を固定状態としてろ過を開始し、ケーキがふるい
板近くに来る迄ろ過を継続する理由は、床の利用容量を
最大にするためである。
The reason for starting filtration with the entire bed in a fixed state and continuing filtration until the cake comes near the sieve plate is to maximize the usable capacity of the bed.

しかしながら、所望ならば、床を半流動状態にして全戸
過工程を実施することも可能であり、この場合、固定状
態にある床の割合に徐々に減少する。
However, if desired, it is also possible to carry out the whole filtration process with the bed in a semi-fluid state, in which case the proportion of the bed in a fixed state is gradually reduced.

次に本発明方法を以下の実施例により更に説明する。Next, the method of the present invention will be further explained by the following examples.

実施例 1 気化器、燃焼器等の石炭及び/又は油変換リアクタから
発生及び生成した気体は粒状物質を含有している。
Example 1 Gases generated and generated from coal and/or oil conversion reactors such as vaporizers and combustors contain particulate matter.

約0.5〜50ミクロンの範囲の大きさの小さい粒子は
、サイクロン、湿式コレクタ、又は静電沈殿装置の如き
従来の装置では容易に除去され得ない。
Small particles, ranging in size from about 0.5 to 50 microns, cannot be easily removed with conventional equipment such as cyclones, wet collectors, or electrostatic precipitators.

これらの粒状物質が小さいため、このような物質を含有
する気体の効果的な浄化は、工業工程から得た高温ガス
を効率よくガスタービンに適用するという進んだ動力循
環技術の発展にとっての主な障害となっている。
Because of the small size of these particulate materials, effective purification of gases containing such materials is a key to the development of advanced power circulation technologies that efficiently apply hot gases from industrial processes to gas turbines. It has become an obstacle.

本発明方法はこの問題を有効に処理する。The method of the present invention effectively addresses this problem.

300〜1000ミクロンの大きさの砂又は石炭石粒子
を用いて、0.5〜50ミクロンの粒子の除去が達成さ
れ得る。
Removal of particles from 0.5 to 50 microns can be achieved using sand or coalstone particles with a size of 300 to 1000 microns.

第1〜3図を参照して記載した方法での連続的流動体化
に必要な気体の表面速度は最小流動体化速度の3〜10
倍、即ち1.0〜5.0フィート/秒であり得る。
The surface velocity of the gas required for continuous fluidization in the method described with reference to Figures 1 to 3 is 3 to 10% of the minimum fluidization velocity.
or 1.0 to 5.0 ft/sec.

デイストリビュータプレートとふるい板との孔は床を構
成している小粒よりも実質的に寸法が小さく、床材料の
大きさに応じて約100〜800ミクロンの範囲であっ
てよい。
The pores in the distributor plate and sieve plate are substantially smaller in size than the pellets comprising the bed and may range from about 100 to 800 microns depending on the size of the bed material.

処理の開始時に、粒子を含有する気体流は固定床に入り
、粒子は捕捉され、ケーキ形成工程が始まる。
At the beginning of the process, the gas stream containing the particles enters the fixed bed, the particles are trapped and the cake formation process begins.

ケーキが増すにつれて、デイストリビュータと床の頂部
とにおける圧カタツプにより検出される如く、圧力低下
が増すことが明らかになる。
As the cake increases, it becomes apparent that the pressure drop increases, as detected by the pressure drop at the distributor and the top of the bed.

圧力低下が最小の値から5〜15ろei/フィートだけ
増すと、上部のふるい板の駆動システムが始動し、ふる
い板は次第に上昇して床マトリックスの下部に流動床を
形成し且つ上部に固定床を形成する。
When the pressure drop increases by 5 to 15 ei/ft from the minimum value, the drive system of the upper sieve plate is activated and the sieve plate is gradually raised to form a fluidized bed at the bottom of the bed matrix and fixed at the top. Form the floor.

上部のふるい板の上昇速度は例えば25ろsiの如く、
圧力低下を適当な値に維持することにより調整される。
The rising speed of the upper sieve plate is, for example, 25 si,
Regulated by maintaining the pressure drop at a suitable value.

ふるい板が上昇し続けると流動ゾーンは拡大し続け、一
方固定床ゾーンは縮小し続ける。
As the sieve plate continues to rise, the fluidized zone continues to expand, while the fixed bed zone continues to contract.

ろ過の最終段階に達すると(第4図)、気体の供給流は
第2の床に方向転換されてろ過工程が再び開始される。
When the final stage of filtration is reached (FIG. 4), the gaseous feed stream is diverted to the second bed and the filtration process begins again.

連続的にろ過を行なえるように、2個又はそれ以上の床
を連結してもよい。
Two or more beds may be connected to provide continuous filtration.

一方の床を浄化している間に他方の床をろ過サイクルに
用いる。
While one bed is being purified, the other bed is used for a filtration cycle.

単にライン制御弁を切換えることにより床はろ過と浄化
とに交互に使用し得、前記のライン制御弁の切換は自動
的に行ない得る。
A bed can be used alternately for filtration and purification by simply switching the line control valves, which switching can be done automatically.

次に使用済の床は、作動中に床中に集められた粒状物質
を除去して浄化される。
The used bed is then cleaned to remove particulate matter that has collected in the bed during operation.

この浄化は単にふるい板を上昇させて、床を完全に流動
体化し粒状物質を気体で吹飛ばすことにより実施される
This cleaning is accomplished by simply raising the sieve plate to thoroughly fluidize the bed and blow away particulate matter.

浄化媒質として空気が便利であるが、他の気体を用いて
もよい。
Air is conveniently used as the purification medium, but other gases may also be used.

実施例 2 石炭の水素添加及び溶解により得られる石炭油は多量の
不溶灰分と鉱物質とを含有している。
Example 2 Coal oil obtained by hydrogenating and melting coal contains a large amount of insoluble ash and mineral matter.

これらの粒子の除去はこの工程における主な出費のかか
る処理である。
Removal of these particles is the main costly treatment in this process.

加熱条件下での転換床の作動に関する実験的データの分
析の結果は、本発明方法は現在使用されている分離方法
の代りとして極めて成功的であることを示している。
The results of the analysis of experimental data on the operation of conversion beds under heated conditions show that the process of the invention is a very successful alternative to the currently used separation methods.

このシステムにおいて使用された床マトリックスは、0
.01〜0. 5 cmの範囲の粒径を有するシリカヌ
とアルミナとの混合物(密度は2.7g/cc)から成
り得る。
The floor matrix used in this system was 0
.. 01~0. It may consist of a mixture of silica and alumina with a particle size in the range of 5 cm (density 2.7 g/cc).

床は床の側部に設けられた電気ヒータにより加熱されて
約200℃〜300℃に維持される。
The bed is heated and maintained at about 200°C to 300°C by electric heaters installed on the sides of the bed.

理解される如く、流動床は、この床内をより容易に流れ
得るように流体密度及び粘度を調整する状態にまで加熱
及び加圧され得る。
As will be appreciated, the fluidized bed can be heated and pressurized to conditions that adjust the fluid density and viscosity so that it can flow more easily through the bed.

このシステムを有効に作動するには、液体石炭油の速度
は最小値約0.003フィート/秒から約2フィート/
秒に至る範囲内であってよい。
For this system to operate effectively, the liquid coal oil velocity must range from a minimum of about 0.003 ft/sec to about 2 ft/sec.
It may be in the range up to seconds.

この速度は、床の最小流動体化速度の少なくとも2〜3
倍であるべきである。
This rate should be at least 2 to 3 times lower than the minimum fluidization rate of the bed.
Should be double.

デイストリビュータプレートとふるい板との孔の大きさ
は、0.008〜0.3cmの範囲であってよい。
The size of the holes in the distributor plate and sieve plate may range from 0.008 to 0.3 cm.

ろ過の開始と進行とに伴ない、圧力降下は最初の値の約
2〜30Psi/フィートから約10〜45Pei/フ
ィートに迄増加し、この際上方ふるい板駆動機構は始動
して流動体化を誘導する。
As filtration begins and progresses, the pressure drop increases from an initial value of about 2-30 Psi/ft to about 10-45 Psi/ft, at which time the upper sieve plate drive mechanism starts and fluidizes. Induce.

この時点から後の作動方法は上記の方法と類似している
The method of operation from this point on is similar to that described above.

上部のふるい板が、床がほとんど流動体化される高さに
まで揚上されると、石炭油の流れはバイパスされる。
When the upper sieve plate is raised to a height where the bed is nearly fluidized, the flow of coal oil is bypassed.

ふるい板を完全に揚上して床を完全に流動体化すること
により、床はベンゼン又はトルエンの如き溶剤で浄化さ
れ、粒子は除去される。
The bed is cleaned with a solvent such as benzene or toluene to remove particles by completely lifting the sieve plate and completely fluidizing the bed.

実施例 3 現在商業的な都市下水処理プラントは砂、ケイソウ士、
コークス、木炭及び他のろ過に適した安価な充填材料か
ら成る細流フィルタを用い、希釈した廃水の小規模処理
を行なっている。
Example 3 Currently commercial municipal sewage treatment plants use sand, diatomite,
Trickle filters made of coke, charcoal, and other inexpensive fillers suitable for filtration have been used for small-scale treatment of diluted wastewater.

このようなフィルタの最良の適用例は、連続フィルタか
らの涙液又は第1又は第2沈殿タンクからのオーバーフ
ローの最終的処理に見られる。
The best application of such a filter is found in the final treatment of lachrymal fluid from a continuous filter or overflow from a first or second settling tank.

このようなフィルタは正常な条件下では細菌と懸濁BO
Dとを効果的に除去し得る。
Under normal conditions, such filters remove bacteria and suspended BO.
D can be effectively removed.

都市下水処理プラントの従来のフィルタ床は固定床によ
る処理を示している。
Conventional filter beds in municipal wastewater treatment plants represent fixed bed treatment.

通常0.3〜0. 7 mmの大きさの砂粒子から成る
深さ2フィートのこのフィルタ床においては、床を横断
する圧力低下は2〜20Psiの範囲であり且つ床を通
過する流速は約0.007フィート/秒である。
Usually 0.3~0. In this 2 foot deep filter bed of 7 mm sized sand particles, the pressure drop across the bed ranges from 2 to 20 Psi and the flow rate through the bed is about 0.007 feet/second. be.

上記と同じ大きさの粒子を含む2フィート高さの流動床
の圧力低下は約1.2Psiである。
The pressure drop for a two foot high fluidized bed containing particles of the same size as above is about 1.2 Psi.

この流動床も又0.03〜0.2フィート/秒の床を通
過する流速を扱い得る。
This fluidized bed can also handle flow rates through the bed of 0.03 to 0.2 feet per second.

このような圧力低下が小であることと、液体の流速が比
較的大であることとの結合により、従来の方法に比べて
転換(半流動)床は廃水から微細懸濁物質を除去するた
めのより有効で且つより効率のよい手段となる。
This small pressure drop, combined with the relatively high liquid flow rate, makes the conversion (semi-fluidized) bed better able to remove fine suspended solids from wastewater than traditional methods. It is a more effective and efficient means of

ふるい板を上昇させるための駆動手段は、圧力低下が約
5〜2 0 Ps i に達した際に始動し、このサイ
クルは上記の如く完了する。
The drive means for raising the sieve plate is activated when the pressure drop reaches approximately 5-20 Ps i and the cycle is completed as described above.

他の全ての作動方法は、高温ガスろ過及び石炭油ろ過に
ついて前記した方法に類似している。
All other operating methods are similar to those described above for hot gas filtration and coal oil filtration.

前記実施例に示した如く本発明のろ過方法とは異なり、
ろ過を従来の固定床において実施するならば、粒子のケ
ーキは集積し且つ床内には極めて僅かに侵入するだけで
固定床の底部に残存する。
Unlike the filtration method of the present invention as shown in the above examples,
If filtration is carried out in a conventional fixed bed, a cake of particles accumulates and remains at the bottom of the fixed bed with very little penetration into the bed.

ケーキがいったん形成されると、このケーキはF液から
細かい粒子を除去する。
Once formed, the cake removes fine particles from the F fluid.

何故ならば密度の高いケーキは実際ろ過媒体として作用
するからである。
This is because the dense cake actually acts as a filtration medium.

しかしながら、ケーキの全ての孔が粒子により充填され
るため、このことは同時に圧力低下を増大させてこれ以
上ろ過が実施し得ないようになる。
However, since all the pores of the cake are filled with particles, this simultaneously increases the pressure drop such that no further filtration can be carried out.

これと比較して本発明においては、頂部のふるい板が次
第に上昇するにつれて、緊密に形成されたケーキは重力
により砕解されその結果固定床部の下方に次第に大きく
なる流動床が形成される。
In contrast, in the present invention, as the top sieve plate gradually rises, the tightly formed cake is broken up by gravity, resulting in the formation of an increasingly large fluidized bed below the fixed bed.

従ってフィルタケーキを横断する圧力低下は制御され且
つろ過を継続し得ないレベルにまで増大することが防止
される。
The pressure drop across the filter cake is thus controlled and prevented from increasing to a level where filtration cannot continue.

更にこの作動方法によれば流体は更に固定床内に侵入し
得る。
Furthermore, this method of operation allows fluid to further penetrate into the fixed bed.

ろ過が進行するにつれて、流動床部における粒子濃度は
上昇するため、フィルタケーキは、ろ過の初期段階より
も後期段階において、より迅速に形成される。
As the filtration progresses, the particle concentration in the fluidized bed section increases, so that the filter cake forms more rapidly in the later stages of filtration than in the early stages.

しかしながら、このことは、ふるい板を連続的又は間欠
的にだんだん速い速度で揚上することにより補償される
However, this is compensated for by lifting the sieve plate continuously or intermittently at increasingly faster speeds.

フィルタケーキと固定床部とを横断する圧力低下が比較
的一定に維持されている場合には、フィルタケーキの更
に速い形成は自動的に抑制される。
If the pressure drop across the filter cake and fixed bed remains relatively constant, faster formation of the filter cake is automatically inhibited.

従ってこの作動方法は自動制御機構に理想的に適合する
This method of operation is therefore ideally suited for automatic control mechanisms.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は流体から粒状物を除去するために使用される転
換床ろ過装置の断面図であり、この床は最初は流動体化
されていずほぼ固定状態にあり、第2図は、第1図の装
置の断面図であって、ろ過された粒子のケーキが固定床
の底部に集積し始めた後の状態を示しており、第3図は
ろ過工程の第2図の場合よりも後の段階を示す上記装置
の他の断面図であって、床の下部は流動状態にあり、一
方床の上部は固定床の状態のままであり、第4図はろ過
工程の最終段階を示す上記装置の縦断面図であって、床
全体がろ過の完了後ろ過された粒子を除去すべく流動状
態になっている。 10・・・円筒状カラム、12・・・粒状ろ過媒体、1
3・・・デイストリビュータプレート、14・・・流体
供給口、17・・・流体供給用導管、18・・・ふるい
板、19・・・孔、27・・・流体排出用導管。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a convertible bed filtration device used to remove particulates from a fluid, the bed being initially unfluidized and in a substantially fixed state; FIG. Figure 3 is a cross-sectional view of the apparatus shown in Figure 3 after a cake of filtered particles has begun to accumulate at the bottom of the fixed bed; FIG. 4 is another cross-sectional view of the apparatus showing the stages, the lower part of the bed being in a fluidized state while the upper part of the bed remains in a fixed bed state; FIG. FIG. 2 is a longitudinal cross-sectional view of the entire bed in a fluidized state to remove filtered particles after filtration is complete. 10... Cylindrical column, 12... Granular filtration medium, 1
3... Distributor plate, 14... Fluid supply port, 17... Fluid supply conduit, 18... Sieve plate, 19... Hole, 27... Fluid discharge conduit.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 ろ過されるべき微細粒子を含有する流体を上方へ通
過させながら流体中の微細粒子を保持し得る粒状炉過媒
体から成るろ過床を支持し、炉過中前記床の上面を制止
すべく上方へ移動自在であり且つ前記戸過媒体の粒子よ
りも小さい寸法の孔を有する有孔プレート手段を備えた
、流体取入手段より上方へ伸延する限定されたゾーンで
流体から微細粒子を漣過する方法であって、 (a)流体取入手段と上面が制止されている炉過床を介
して、上面が制止されていない状態のろ過床に対する最
小流動化速度の少なくとも2倍の速度で、流体を上方に
送り、 (b) プレート手段とゾーン底部との間のろ過床を
非流動固定床部にすべく前記床の上面をプレート手段で
制止しながら炉過し、 (C) ろ過床固定床部の底部に微細粒子を収集して
ケーキを形成し、 (d) ろ過床への流体の送入を継続しながら連続的
に或いは間欠的にプレートを揚上することにより、ケー
キの下方部を粉砕して固定床部の下方に流動床部を形成
し、次いで漸次的に炉過床中の流動床部の割合を増大さ
せる一方、固定床部の割合が減少するにつれて前記固定
床部に収集された微細粒子より再形成されたケーキを再
粉砕して、増大した流動床部に循環する固体として保持
し、 (e)流体の送入停止後、プレートを炉過床の上方に揚
上して、前記床の上方にフリーボード空間を形成し、 (f) ろ過床全体を流動化し且つ微細粒子を前記床か
ら一掃し得る速度で、前記床内に浄化流体を流し、前記
微細粒子を前記浄化流体と共に除去する、 ことを特徴とする方法。 2 ろ過の初期段階においては、炉 を特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の方法。
[Scope of Claims] 1. Supporting a filter bed consisting of a granular filtering medium capable of retaining fine particles in the fluid while passing upwardly a fluid containing fine particles to be filtered; from the fluid in a limited zone extending upwardly from the fluid intake means, comprising perforated plate means movable upwardly to arrest the upper surface and having holes of a size smaller than the particles of said passing medium. A method for filtration of fine particles, comprising: (a) through a fluid intake means and a top-blocked furnace filter bed at least 2 times the minimum fluidization rate for a filter bed with an unblocked top; (b) passing the fluid upwardly at twice the speed; (b) filtering the filter bed between the plate means and the zone bottom while restraining the upper surface of said bed with plate means to make the bed a non-fluidized fixed bed; C) collecting fine particles to form a cake at the bottom of the fixed bed section of the filter bed; (d) by lifting the plate continuously or intermittently while continuing to pump fluid into the filter bed; , crush the lower part of the cake to form a fluidized bed part below the fixed bed part, and then gradually increase the proportion of the fluidized bed part in the furnace bed, while as the proportion of the fixed bed part decreases. The cake re-formed from the fine particles collected in the fixed bed section is re-pulverized and retained as a solid that circulates in the enlarged fluidized bed section; (e) After stopping the fluid feed, the plate is placed in the furnace bed. (f) flowing a purifying fluid into the bed at a rate sufficient to fluidize the entire filter bed and sweep fine particles from the bed; , the fine particles are removed together with the purification fluid. 2. The method according to claim 1, characterized in that the initial stage of the filtration is a furnace.
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